【課件】能源利用的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)教學(xué)課件-人教版物理九年級全冊

22.1能源利用的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)第二十二章

能源與可持續(xù)發(fā)展人教版2024版物理九年級全冊22.1能源利用的現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能目標(biāo)學(xué)生能夠系統(tǒng)闡述當(dāng)前全球及我國能源的主要類型，包括化石能源（煤炭、石油、天然氣）、可再生能源（太陽能、風(fēng)能、水能、生物能等）以及核能等，準(zhǔn)確描述各類能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比情況。深入理解不同能源的獲取、轉(zhuǎn)換和利用方式，詳細(xì)說明能源從開采、加工到最終為生產(chǎn)生活所用的整個流程，如煤炭發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電的具體過程。精準(zhǔn)分析能源利用過程中面臨的各類挑戰(zhàn)，如能源短缺、環(huán)境污染、能源利用效率低下等問題，并能提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。熟練運用數(shù)據(jù)和圖表，對能源利用現(xiàn)狀及變化趨勢進行分析和解讀，能夠從給定的能源數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息，總結(jié)能源發(fā)展特點。（二）過程與方法目標(biāo)通過對大量能源相關(guān)資料、數(shù)據(jù)、圖表的收集、整理和分析，有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力和信息獲取能力，使其學(xué)會從繁雜信息中提煉有用知識。在課堂討論、小組辯論等活動中，顯著提升學(xué)生的批判性思維能力和語言表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生能夠有理有據(jù)地闡述自己對能源問題的觀點和看法。借助案例分析和實地調(diào)研（若有條件），切實增強學(xué)生的知識應(yīng)用能力和社會實踐能力，讓學(xué)生能夠運用所學(xué)能源知識解釋身邊的能源現(xiàn)象，提出改進能源利用的建議。（三）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)充分激發(fā)學(xué)生對能源問題的關(guān)注和興趣，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到能源在人類社會發(fā)展中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)生的能源危機意識。通過對我國能源發(fā)展成就及挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)，增強學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生為解決能源問題、推動能源可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量的決心。培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念，使學(xué)生在日常生活中自覺踐行節(jié)約能源、綠色消費的理念，形成良好的能源使用習(xí)慣。二、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點全面了解全球和我國能源的結(jié)構(gòu)組成，明確不同類型能源的占比及發(fā)展趨勢，如近年來我國可再生能源占比的增長情況。深入理解能源利用過程中的主要環(huán)節(jié)和技術(shù)，掌握常見能源的轉(zhuǎn)化方式，如火力發(fā)電、水力發(fā)電的原理。清晰認(rèn)識能源利用面臨的核心挑戰(zhàn)，包括能源供應(yīng)短缺、環(huán)境污染問題以及能源利用效率亟待提高等方面，并知曉相應(yīng)的應(yīng)對措施。（二）教學(xué)難點深入分析能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型過程中遇到的阻礙因素，如技術(shù)瓶頸、成本制約、政策協(xié)調(diào)等問題，理解如何在復(fù)雜情況下推動能源轉(zhuǎn)型。綜合運用多學(xué)科知識，探討解決能源利用挑戰(zhàn)的系統(tǒng)方案，涉及到經(jīng)濟、環(huán)境、技術(shù)、社會等多個領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。引導(dǎo)學(xué)生從全球視野和長遠(yuǎn)角度看待能源問題，理解能源問題的復(fù)雜性和相互關(guān)聯(lián)性，避免片面看待能源現(xiàn)象。三、教學(xué)方法講授法：系統(tǒng)講解能源利用現(xiàn)狀和面臨挑戰(zhàn)的基本概念、重要數(shù)據(jù)、關(guān)鍵原理等核心知識，構(gòu)建清晰的知識框架，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)內(nèi)容。討論法：組織學(xué)生分組討論能源熱點問題，如“是否應(yīng)該加大對核能的開發(fā)利用”“如何提高農(nóng)村地區(qū)的能源利用效率”等，促進學(xué)生思維碰撞，培養(yǎng)批判性思維。案例分析法：引入國內(nèi)外能源利用的實際案例，如“我國西氣東輸工程對能源結(jié)構(gòu)的影響”“丹麥風(fēng)電發(fā)展的成功經(jīng)驗”等，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識進行分析，提高解決實際問題的能力。數(shù)據(jù)圖表分析法：展示各類能源數(shù)據(jù)圖表，如能源消費結(jié)構(gòu)變化圖、能源產(chǎn)量增長趨勢圖等，指導(dǎo)學(xué)生進行解讀，培養(yǎng)數(shù)據(jù)解讀和分析能力。實地調(diào)研法（若可行）：組織學(xué)生到當(dāng)?shù)氐陌l(fā)電廠、能源管理部門等進行實地參觀調(diào)研，增強學(xué)生對能源利用的直觀認(rèn)識，若無法實地調(diào)研，則采用虛擬仿真、視頻資料等替代。四、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）視頻引入：播放一段關(guān)于全球能源消耗場景的視頻，如繁忙的工廠、川流不息的汽車、燈火通明的城市夜景等，同時展示一些能源枯竭、環(huán)境污染的警示畫面，如石油枯竭的油井、被污染的河流與空氣等。提問學(xué)生：“支撐我們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣\轉(zhuǎn)的能源從何而來？當(dāng)前的能源使用方式會給我們的未來帶來哪些影響？”引發(fā)學(xué)生對能源問題的思考。生活實例引導(dǎo)：讓學(xué)生分享自己日常生活中接觸到的能源使用場景，如家庭用電、汽車加油、使用天然氣做飯等，引導(dǎo)學(xué)生意識到能源無處不在，進而引出本節(jié)課對能源利用現(xiàn)狀和面臨挑戰(zhàn)的探討。（二）新課教學(xué)能源利用現(xiàn)狀（20分鐘）能源類型及分布講解：運用PPT展示世界地圖，在地圖上標(biāo)注出不同能源的主要分布區(qū)域，如中東地區(qū)的石油、俄羅斯的天然氣、我國山西的煤炭等。詳細(xì)講解化石能源（煤炭、石油、天然氣）、可再生能源（太陽能、風(fēng)能、水能、生物能、地?zé)崮艿龋┮约昂四艿男纬蛇^程、特點和分布情況。通過圖片和數(shù)據(jù)，讓學(xué)生了解各類能源在全球能源儲量中的占比，如煤炭約占全球化石能源儲量的60%等。能源生產(chǎn)與消費數(shù)據(jù)解讀：展示近年來全球及我國能源生產(chǎn)和消費的統(tǒng)計數(shù)據(jù)圖表，包括能源產(chǎn)量、消費量、增長趨勢等。引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，總結(jié)能源生產(chǎn)和消費的特點。例如，我國能源消費總量持續(xù)增長，煤炭在我國能源消費結(jié)構(gòu)中雖占比逐漸下降，但仍占據(jù)主導(dǎo)地位等。對比不同國家的能源消費結(jié)構(gòu)，如美國以石油和天然氣為主，日本核電占比較高，讓學(xué)生思考造成差異的原因。能源利用技術(shù)介紹：通過動畫和示意圖，演示常見能源的利用技術(shù)原理。以火力發(fā)電為例，展示煤炭燃燒加熱水產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動汽輪機發(fā)電的過程；對于太陽能光伏發(fā)電，講解光子激發(fā)半導(dǎo)體產(chǎn)生電子-空穴對，從而形成電流的原理。介紹一些新型能源利用技術(shù)，如氫燃料電池、智能電網(wǎng)等，拓寬學(xué)生的科技視野，讓學(xué)生了解能源技術(shù)的發(fā)展方向。能源利用面臨的挑戰(zhàn)（20分鐘）能源短缺問題分析：結(jié)合歷史上的能源危機事件，如20世紀(jì)70年代的兩次石油危機，講解能源短缺對經(jīng)濟和社會發(fā)展的嚴(yán)重影響，如導(dǎo)致經(jīng)濟衰退、物價上漲、社會不穩(wěn)定等。分析當(dāng)前全球能源短缺的現(xiàn)狀，如石油資源逐漸枯竭、部分地區(qū)天然氣供應(yīng)緊張等問題。探討能源短缺的原因，包括能源儲量有限、能源需求快速增長、能源分布不均等因素。引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)對能源短缺的策略，如開發(fā)新能源、提高能源利用效率、加強能源儲備等。環(huán)境污染問題探討：展示環(huán)境污染的圖片和視頻資料，如大氣污染導(dǎo)致的霧霾天氣、水污染造成的生態(tài)破壞、土壤污染影響農(nóng)作物生長等，讓學(xué)生直觀感受能源利用帶來的環(huán)境問題。詳細(xì)講解化石能源燃燒排放的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物對環(huán)境的危害，如二氧化碳導(dǎo)致全球氣候變暖，二氧化硫形成酸雨等。介紹能源開發(fā)過程中的環(huán)境破壞，如煤炭開采導(dǎo)致的土地塌陷、石油泄漏對海洋生態(tài)的破壞等。組織學(xué)生討論如何在能源利用過程中減少環(huán)境污染，如推廣清潔能源、改進能源利用技術(shù)、加強環(huán)境監(jiān)管等措施。能源利用效率低下剖析：通過數(shù)據(jù)對比，說明我國與發(fā)達(dá)國家在能源利用效率方面的差距，如我國單位GDP能耗高于世界平均水平。分析能源利用效率低下的原因，包括技術(shù)水平落后、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、能源管理不善等因素。以工業(yè)生產(chǎn)為例，講解一些企業(yè)由于設(shè)備陳舊、工藝落后，導(dǎo)致能源浪費嚴(yán)重。介紹提高能源利用效率的方法和案例，如采用節(jié)能設(shè)備、優(yōu)化生產(chǎn)流程、實施能源管理體系等，鼓勵學(xué)生在日常生活中也養(yǎng)成節(jié)約能源的好習(xí)慣。應(yīng)對策略與討論（10分鐘）策略總結(jié)：對前面討論的應(yīng)對能源利用挑戰(zhàn)的策略進行系統(tǒng)總結(jié)，從能源開發(fā)、能源利用、環(huán)境保護等多個角度進行梳理。強調(diào)開發(fā)新能源（如大力發(fā)展太陽能、風(fēng)能、水能等可再生能源，積極探索核聚變能源等前沿技術(shù)）、提高能源利用效率（推廣節(jié)能技術(shù)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加強能源管理）、加強環(huán)境保護（減少污染物排放、發(fā)展清潔生產(chǎn)技術(shù)、推進生態(tài)修復(fù)）以及加強國際合作（共同開發(fā)能源資源、分享能源技術(shù)和經(jīng)驗）等方面的重要性。小組討論：將學(xué)生分成小組，給定一些與能源相關(guān)的議題，如“在我國大力發(fā)展電動汽車對能源利用和環(huán)境保護的影響”“如何在社區(qū)中推廣能源節(jié)約和綠色能源使用”等，讓學(xué)生進行討論。每個小組推選代表進行發(fā)言，分享小組討論的成果，教師進行點評和引導(dǎo)，進一步深化學(xué)生對能源問題的理解，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力和團隊合作精神。（三）課堂小結(jié)（5分鐘）知識回顧：與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，通過思維導(dǎo)圖或提綱的形式，在黑板上呈現(xiàn)能源利用現(xiàn)狀（能源類型、分布、生產(chǎn)與消費、利用技術(shù)）和面臨的挑戰(zhàn)（能源短缺、環(huán)境污染、效率低下）以及應(yīng)對策略等知識要點，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。重點強調(diào)：再次強調(diào)能源問題的重要性和緊迫性，突出能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、提高能源利用效率、加強環(huán)境保護等關(guān)鍵內(nèi)容，鼓勵學(xué)生在日常生活中關(guān)注能源問題，踐行節(jié)約能源、保護環(huán)境的行動。（四）課堂練習(xí)（10分鐘）選擇題：下列能源中，屬于可再生能源的是（

）A.煤炭B.石油C.太陽能D.天然氣導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因是（

）A.二氧化硫排放B.氮氧化物排放C.二氧化碳排放D.粉塵排放簡答題：請簡要分析我國能源利用效率低下的原因，并提出兩條提高能源利用效率的建議。舉例說明能源短缺對社會經(jīng)濟發(fā)展的影響。分析題：給出一些關(guān)于某地區(qū)能源消費結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量的數(shù)據(jù)資料，要求學(xué)生分析該地區(qū)能源利用存在的問題，并提出針對性的改進措施，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識分析和解決問題的能力。（五）布置作業(yè)（5分鐘）書面作業(yè)：布置課后作業(yè)，讓學(xué)生完成課本上相關(guān)的練習(xí)題，進一步鞏固課堂所學(xué)知識。同時，要求學(xué)生查閱資料，了解我國在能源領(lǐng)域的最新政策和發(fā)展動態(tài)，寫一篇500字左右的心得體會，加深學(xué)生對能源問題的認(rèn)識。實踐作業(yè)：鼓勵學(xué)生在家庭中開展一次能源使用調(diào)查，記錄家庭一周內(nèi)的能源消耗情況（包括用電、用水、用氣等），分析家庭能源使用中存在的浪費現(xiàn)象，并提出相應(yīng)的改進措施，下節(jié)課進行分享交流，將能源知識與實際生活緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和節(jié)能意識。這份教案從多維度設(shè)計教學(xué)，希望能幫助學(xué)生全面理解能源利用的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)。若你對教學(xué)案例選取、作業(yè)形式、教學(xué)時長分配等方面有不同想法，歡迎隨時告訴我。5課堂檢測4新知講解6變式訓(xùn)練7中考考法8小結(jié)梳理學(xué)習(xí)目錄1復(fù)習(xí)引入2新知講解3典例講解2012年7月4日，三峽水電站32臺機組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電，到2012年7月，三峽電站發(fā)電量累計達(dá)到5648億千瓦時，相當(dāng)于從滾滾長江中撈起了近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。1.了解什么是能源；了解人類利用能源的歷程；知道一次能源和二次能源的概念，并能說出哪些能源屬于一次能源，哪些能源屬于二次能源。2.了解21世紀(jì)人類消耗能源的趨勢，知道解決能源問題的重要性和主要出路。問題1：我們每天要吃飯、喝水，用什么來煮飯、燒水呢？煤、煤氣、柴草、天然氣……問題2：要開動汽車、火車、飛機等交通工具需要消耗什么呢？汽油、柴油、煤油等。問題3：煤、煤氣、柴草、天然氣、汽油、煤油、柴油等它們在起什么作用？它們在以上工作中的作用就是提供能量。像煤、天然氣、汽油、水流、風(fēng)、電、太陽光等能夠提供能量的物質(zhì)資源，我們都把它們叫做能源。知識點1人類利用能源的歷程

鉆木取火這項技術(shù)的出現(xiàn)，使人類實現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時代。人類利用能源的歷程柴薪主要通過砍伐樹木獲得，大面積的砍伐樹木會嚴(yán)重破壞地球的生態(tài)平衡。同時由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低，人類仍需要開發(fā)其他的能源。蒸汽機的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。實現(xiàn)了以機械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。這三種能源是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。一次能源：可以從自然界直接獲取的能源。二次能源：由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的能源是二次能源(必須消耗一次能源才能得到的能源)。常見的一次能源：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、太陽能、核能等。常見的二次能源：電能、汽油、柴油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭等。一次能源和二次能源使用電能的?yōu)點是什么？我們生活中的電能是由發(fā)電機發(fā)出的。發(fā)電機將風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)崮?、核能等轉(zhuǎn)化為電能，通過導(dǎo)線輸送到千家萬戶，再轉(zhuǎn)化成光能、內(nèi)能、機械能等其他形式的能。便于輸送和轉(zhuǎn)化。電能是怎么來的？如果把全世界的能源消耗量折合成熱值為2.93×107J/kg的標(biāo)準(zhǔn)煤來計算，1950年為26億噸，1987年為110多億噸，2003年接近140億噸，2007年達(dá)到160億噸。知識點221世紀(jì)的能源趨勢化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，所以總有使用殆盡的一天。而且在開采化石能源的過程中對環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重。所以開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍的重要課題。20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。核反應(yīng)堆水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水。吸收了熱量的水汽化變成蒸汽。核能發(fā)電的原理蒸汽推動發(fā)電機運轉(zhuǎn)，將發(fā)電機的機械能轉(zhuǎn)化為電能。不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢料排熱量大建廠成本大核泄漏污染大核能發(fā)電的利弊核能發(fā)電的優(yōu)點核能發(fā)電的弊端1.

能源危機已成為國際性問題，世界各國越來越重視節(jié)約能源。下列能源不屬于化石能源的是(

)BA.

天然氣

B.

木材

C.

煤

D.

石油返回2.

我國工業(yè)化、城市化、現(xiàn)代化的快速發(fā)展，使能源的需求不斷增加。因此，開發(fā)和利用可再生能源尤其重要，下列四種能源中屬于可再生能源的是(

)CA.

煤

B.

石油

C.

太陽能

D.

天然氣返回3.

西藏蘊藏豐富的清潔能源可用于發(fā)電，下列發(fā)電站利用不可再生能源的是(

)BA.

那曲風(fēng)電場

B.

拉薩火電廠C.

納金水電站

D.

羊八井地?zé)犭娬痉祷?.

新能源純電動汽車是指以車載電源為動力，將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動電動機帶動車輪行駛，電能屬于(

)BA.

一次能源

B.

二次能源C.

可再生能源

D.

不可再生能源返回5.

節(jié)能減排、保護環(huán)境是每個人的共同責(zé)任。下列做法符合節(jié)能環(huán)保理念的是(

)CA.

把廢舊電池隨意丟棄B.

將